درسطح جهانی، پکیج تصفیه فاضلاب موضوعی‌ست که به‌طور‌قابل توجه‌ای حائز اهمیت .همیشه یکی از چالش ها در بالاترین سطوح دولتی و شرکتهای بزرگ بررسی انواع متداول تجهیزات پکیج تصفیه فاضلاب برای بازدهی بیشتر و صرفه جویی بیشتر در انواع انرژی ها بوده است. برای پیداکردن یک رویکرد پایدار، شرکت‌ها میتوانند از استراتژی‌های مختلفی استفاده کنند. تا بتوانند بهترین و منطبق ترین روش بر صنعت خود را انتخاب کنند.
بیش از ۸۰ درصد از کل فاضلاب صنایع، خانه‌ها، شهرها و کشاورزی از طریق دریاچه‌ها، رودخانه‌ها و دیگر آب‌های سطحی به اکوسیستم سرازیر می‌شود. این فرآیند هرروز درسرتاسر زمین تکرارمی‌شود. و باعث آلودگی محیط زیست می‌شود. ولی در عین حال مواد مغذی باارزش و سایر مواد قابل بازیافتی نیز در این فرآیند وجود دارد.
تصفیه فاضلاب در ده سال گذشته به بخش مهمی از عملیات کارخانجات تبدیل‌شده‌است. و شرکتهای تولیدی کاهش مصرف آب و تولید کمتر فاضلاب را در تمام بخش‌های صنعتی اولویت قرار داده‌اند.
از دیدگاه اقتصادی، استفاده مجدد از فاضلاب تصمیمی کاملا منطقی می باشد. که شرکت‌ها اتخاذ می کنند. زیرا این تصمیم به آنها اجازه می‌دهد تا به طور قابل توجه ای افزایش هزینه‌های عملیاتی را کاهش دهند. و سودآوری را افزایش دهند. روش های متداول برای خنک کردن آب بسیار پر هزینه است. شرکت ها باید هزینه جابجایی، حمل و نقل و تصفیه و فرایند های تصفیه عمومی (POTW) را انجام دهند.
هزینه های دفع آب بر اساس موارد زیر متفاوت است:
منابع آب محلی
نرخ سوخت
قیمت حمل و نقل
فرامین POTW
هدف از پکیج تصفیه فاضلاب معمولا بازیافت مایع خنک کننده، تصفیه آب و سایر مایعات می باشد. روش متداول انتخابی باید باعث افزایش عمر ابزار، بهبود کیفیت محصول، کاهش تعمیر و نگهداری و طولانی‌تر شدن استفاده از مایعات شود. فرآیند بازیافت مایعات به این معنی است که وقتی زمان دفع فاضلاب و سیالات فرا می رسد. شرکت ها حجم کمتری برای دورریختن یا جریان متمرکزی داشته باشند. که بتوانند خودشان را با هزینه کمتر در POTW اصلاح کنند.
در حالی که اجرای چنین فرآیندی قطعاً منطقی به نظر می رسد، اما برای شرکت هایی که با تصفیه و استفاده مجدد از فاضلاب داخلی آشنا نیستند، می تواند کاری با استرس به نظر برسد. ظاهرا هزینه های اولیه که اغلب با اضافه کردن پکیج تصفیه فاضلاب مرتبط است، می تواند بسیار بالا باشد.
فهرست زیر شامل هفت نوع متداول تجهیزات و سیستم تصفیه فاضلاب، نحوه عملکرد هر کدام و تأثیر آن بر سودآوری یک کسب و کار است:
- سیستم های اولترافیلتراسیون
- تبخیر و تقطیر خلاء
- سیستم های اسمز معکوس
- فیلترهای تخت کاغذی
- سانتریفیوژهای کاسه جامد
- جداکننده های روغن
- فیلترهای خلاء
سیستم های اولترافیلتراسیون
اولترافیلتراسیون (UF) یک فرآیند تحت فشار است که از یک غشاء برای حذف روغن‌های امولسیون شده، هیدروکسیدهای فلزی، امولسیون‌ها، مواد پراکنده، جامدات معلق و سایر مواد با وزن مولکولی بزرگ از فاضلاب، خنک‌کننده و محلول‌های دیگر استفاده می‌کند. UF در شفاف سازی محلول های حاوی جامدات معلق، باکتری ها و غلظت های بالای بزرگ مولکول ها، از جمله روغن و آب، برتری دارد.
سیستم های UF برای کمتر کردن حجم آب روغنی تا ۹۸ درصد بدون استفاده از افزودنی های شیمیایی طراحی شده اند. این سیستم ها همچنین میتوانند به حذف ریزدانه های کوچک در عملیات تخلیه و غلتش کمک کنند که به محلول آب و صابون امکان بازیافت و استفاده مجدد را می دهد. هنگام محاسبه هزینه های گرمایش و دفع، شرکت ها همچنین می توانند کاهش هزینه های آب شستشو و مواد شوینده را تا ۷۵ درصد و کاهش هزینه های دفع زباله را تا ۹۰ درصد برسانند. به این دلایل، فناوری غشای UF به سرعت در حال تبدیل به فرآیند انتخابی نسبت به روش‌های فیلتراسیون معمولی هستند.
تبخیر و تقطیر خلاء
تبخیر یک پدیده طبیعی و یک فناوری جداسازی دقیق است. که به عنوان بهترین تکنیک موجود در چندین فرآیند تصفیه فاضلاب شناخته شده است. از آنجایی که به جای فیلتر کردن آلاینده ها ، آب را از آلاینده ها حذف می کند، از سایر فرآیندهای جداسازی بهتر است.
هیچ فناوری دیگری مانند تبخیرکننده‌های خلاء نمی‌تواند به سرعت بازیابی آب و غلظت بالایی دست یابد. که فرآیند تبخیر طبیعی را برای تصفیه و تقطیر فاضلاب صنعتی از ۱ تا ۱۲۰ تن در روز افزایش می دهد. آنها قادر به دستیابی به غلظت کل جامدات باقیمانده بیش از ۸۵ درصد هستند.
سه اواپراتور خلاء اولیه عبارتند از:
پمپ های حرارتی: انعطاف پذیر و همه کاره با مصرف انرژی الکتریکی کم و اطمینان بالا
آب گرم یا آب سرد :کاهش هزینه های عملیاتی با استفاده از آب داغ یا بخار اضافی و آب خنک کننده
فشرده‌سازی مجدد بخار مکانیکی : برای تصفیه جریان‌های فاضلاب بزرگ با دمای جوش پایین برای کاهش مصرف انرژی طراحی شده اند.
سیستم های اسمز معکوس در پکیج تصفیه فاضلاب
فناوری اسمز معکوس (RO) با استفاده از یک غشای نیمه تراوا، جامدات و ناخالصی‌های محلول را از آب حذف می‌کند. و اجازه عبور آب را می‌دهد اما اکثر مواد جامد یا نمک‌های محلول و سایر آلاینده‌ها را پشت سر می‌گذارد. غشاهای RO برای رسیدن به نتیجه مطلوب نیاز به فشار بیش از اسمزی و آب پر فشار دارند. آبی که از غشای RO عبور می کند. تراوا نامیده می شود .و نمک های محلول که توسط غشای RO دفع می شوند. که به آن کنسانتره می گویند.
یک سیستم RO که به درستی طراحی و کار می‌کند می‌تواند تا ۹۹.۵ درصد از نمک‌ها و ناخالصی‌های محلول ورودی و همچنین به طور تقریبی تمام مواد کلوئیدی و معلق را از چالش‌برانگیزترین برنامه‌های ضایعات و آب تغذیه حذف کند. معمولا برای کاربردهای صنعتی، فلزکاری و تصفیه سطح، فناوری RO فرآیند نهایی پس از UF یا تصفیه شیمیایی زباله و آب تغذیه است.
فیلترهای تخت کاغذی
این نوع فیلترها با گرانش کار می کنند و از رسانه های کاغذی یکبار مصرف یا رسانه های فیلتر دائمی برای تولید یک مانع مثبت استفاده می کنند. که جامدات را از تمام مایعات فرآیند صنعتی با جریان آزاد خارج می کند. فیلترهای بستر کاغذی برای کاربردهایی که شامل حذف کم تا متوسط فلزات آهنی و غیرآهنی و همچنین آلاینده های آلی و معدنی مانند شیشه، لاستیک و پلاستیک است، مناسب هستند. فیلترهای بستر کاغذی می توانند عمر خنک کننده و ابزار را به طور متوسط ۲۷ درصد افزایش دهند. و علاوه بر آن کیفیت پرداخت سطح را افزایش بدهند.
واحدهای فیلتراسیون تخت کاغذی استاندارد با یا بدون جداسازی مغناطیسی می توانند نرخ جریان تا ۱۳۰ گالن در دقیقه (gpm) تحمل کنند. کلاس های مختلف رسانه فیلتر امکان تنظیم وضوح میکرونی را فراهم می کند. یک مدل از نوع درام، که می تواند تا ۵۰۰ گرم در دقیقه سیال را پردازش کند. یک سوم فضای کف فیلتر تخت کاغذی را میگیرد.
سانتریفیوژهای کاسه جامد
این واحدها نیروی گریز از مرکز (به جای رسانه های مصرفی) را برای جداسازی جامدات از مایعات در کاربردهای پردازش فلز که در آن حذف ریزه ها برای اهداف بازیافت و استفاده مجدد مهم هستند را بهبود می بخشند. مایع فرآیند یا پمپ می شود یا با نیروی جاذبه به ورودی سانتریفیوژ تغذیه می شود. سپس جامدات فرآیند به صورت گریز از مرکز از فاز مایع جدا می شوند و در یک روتور به راحتی جمع آوری می شوند که به عنوان آستر نیز شناخته می شود. مایع شفاف شده روتور را به داخل محفظه بیرونی سرریز می کند و توسط گرانش به فرآیند بازگردانده می شود. که هزینه حمل مایع خنک کننده زباله و آب را به دور از تاسیسات به حداقل می رساند.
سانتریفیوژهای کاسه جامد جداسازی مایع یا جامد با کارایی بالا را برای همه انواع ذرات فلزی و غیرفلزی، آهنی و غیر آهنی انجام می دهند. و در هر دو سبک روتور تمیز شده به صورت دستی (با یک آستر قابل استفاده مجدد) و طرح‌های تمیزکار کاملاً خودکار موجود هستند.
جداکننده های روغن زائد
در این محلول تصفیه فاضلاب، سیال آلوده از طریق یک سری بافل و یک بستر متخلخل جریان می یابد که طی آن روغن های آزاد و مکانیکی پراکنده از سیال جدا می شوند. سپس سیال شفاف شده روی سرریز تخلیه پساب برای استفاده مجدد به مخزن جریان می یابد. روغن‌های جمع‌آوری‌شده، امولسیون‌های معکوس و سایر مواد زائد در بالای جداکننده جمع‌آوری شده و به طور خودکار در یک ظرف مناسب تخلیه می‌شوند. با استفاده از جریان گرانشی و ادغام، این جداکننده‌ها میتوانند روغن‌های زائد را به کمتر از ۱ درصد کاهش دهند، در حالی که از هیچ محصول مصرفی استفاده نمی‌کنند.
همچنین از دیگر مزایا می توان به موارد زیر اشاره کرد:
کاهش هزینه های خرید سیال جدید تا ۷۵ درصد (شامل خنک کننده های مصنوعی و نیمه مصنوعی، روغن های محلول و آب های شستشو)
کاهش هزینه مواد شوینده ، گرمایش و دفع
حجم زباله های خطرناک را تا ۹۰ درصد کاهش می دهد.
بازپرداخت سیستم (یا ROI) را در شش ماه یا کمتر به دست می آورد.
فیلترهای خلاء
سیستم های فیلتر خلاء که قادر به کار مداوم هستند. آنها می توانند اثرات ناشی از خرابی ها را به طور قابل توجهی از بین ببرند. این سیستم‌ها تقریباً بدون نیاز به تعمیر و نگهداری و حذف لجن با حجم بالا، هزینه‌های تولید را کمتر می‌کنند. فیلترهای خلاء از یک محفظه خلاء برای کشیدن مایع خنک کننده آلوده از طریق فیلتر یکبار مصرف استفاده می کند. با استفاده از اصل ثابت شده فیلتراسیون بهینه از طریق تجمع آلودگی یا لجن، یک فیلتر روی محیط شکل می گیرد. این واحدها قادر به سرعت جریان چشمگیر تا ۲۰۰۰ gpm هستند.
فیلترهای خلاء نیمه دائمی می توانند با حذف نیاز به رسانه های یکبار مصرف، هزینه های عملیاتی را بیشتر کاهش دهند. شستشوی معکوس با خنک کننده تمیز فیلتر را بدون نیاز به حجم زیاد هوا تمیز نگه می دارد. مواد جامد برگردانده شده از عنصر فیلتر می ریزند و در یک مخزن می نشینند. این واحدها به فضای کف کمی نیاز دارند و کاملاً مستقل هستند و تعمیر و نگهداری و بهره برداری را ساده می کنند.
نتیجه گیری
باتوجه به اینکه این مسئله یک موضوع بحرانی جهانی درنظرگرفته می‌شود. تصفیه فاضلاب چیزی‌ست که عملیات تولید صنعتی می‌تواند با هر تعداد سیستم موجود، کارآمد و موثر به کار رود. شرکت‌ها میتوانند استراتژی‌های مختلفی را به کارگیرند تا به خود کمک کنند.